1880년 오스트리아 클라겐푸르트에서 태어났다. 일찍이 집안의 권유로 아이젠슈타트 초급 군사 학교, 빈 사관 학교에서 수학하였으나 좀처럼 적응하지 못하고 기계 공학으로 진로를 바꾸어 브륀 공과 대학교에 입학한다. 그러나 기술 분야 역시 적성에 맞지 않아서 다시 철학을 공부하고자 베를린 대학교에 들어간다. 1908년 에른스트 마흐 연구로 박사 학위를 취득하지만 교수직 대신 문학에 뜻을 두고 『생도 퇴를레스의 혼란』을 발표하며 작가로서의 길을 선택한다. 1905년부터 20세기 문학의 기념비적 대작 『특성 없는 남자』의 초안을 쓰기 시작한다. 그 뒤로 『합일』, 『세 여인』, 『생전 유고』 등을 출간하며, 이성적 언어와 초월적 신비의 세계를 집요하게 탐구한다. 1923년 클라이스트 문학상, 1924년 빈 예술상을 수상하고, 1930년 마침내 『특성 없는 남자』 첫 권을 펴낸다. 하지만 나치 독일의 압제가 거세지자 스위스로 망명하고, 마지막 순간까지 집필하던 『특성 없는 남자』를 결국 끝맺지 못한 채 1942년 뇌졸중으로 사망한다. 1938년 3월 오스트리아가 나치 독일에 합병되자 오스트리아에서도 『특성 없는 남자』와 『생전 유고』가 금서로 지정된다. 무질은 취리히로 망명하고, 이듬해 7월 제네바로 이주한다. 이해 9월 1일 제2차 세계대전이 발발한다. 결국 그는 『특성 없는 남자』를 완성하지 못한 채 1942년 4월 뇌졸중으로 사망한다. 전후 1952~7년, 아돌프 프리제가 편집한 무질 전집(3권)이 로볼트에서 출간되면서 비로소 로베르트 무질은 세계적인 조명을 받게 되었다.